[發明專利]一種頻率選擇表面

有效

• 申請號: 201680082890.2
• 申請日: 2016-10-09
• 公開（公告）號: CN108701904B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 羅昕;陳一;李昆
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明公開一種頻率選擇表面FSS，該FSS由多個FSS單元均勻排列構成，每個FSS單元包括：介質板，十字形金屬貼片，和N個方環形金屬貼片；十字形金屬貼片貼在介質板的第一表面，將介質板的第一表面分割成面積相等的四部分，每部分有相同數量的方環形金屬貼片，該N個方環形金屬貼片貼在介質板的第一表面，且排列整齊，N為4的正整數次方；十字形金屬貼片在互相垂直的兩個方向的長度相等，其中，每個方向的長度以及相鄰貼片之間的縫隙寬度均需滿足一定的條件。本發明公開的FSS具有更寬的低頻透射帶寬和高頻反射帶寬，而且結構簡單，采用傳統印刷電路板工藝即可實現，成本也較低。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及一種單層的雙諧振頻率選擇表面FSS。

背景技術

隨著無線通信技術的迅速發展，微波點到點通信的傳輸容量不斷增大，Eband(71-76GHz，81-86GHz)頻段微波設備在基站回傳網絡中發揮越來越重要的作用。但是，因為Eband頻段的電磁波“雨衰”特別嚴重，所以Eband微波單跳距離通常小于3公里。為了增大Eband微波的單跳距離，降低建站成本，有一種解決方案是將Eband頻段微波設備和其他低頻微波設備組合使用。當出現較大降雨時，Eband微波設備雖然無法正常工作，但是低頻微波設備依然可以正常工作。

該解決方案采用雙頻拋物面天線，結構如圖1所示，該雙頻拋物面天線包括主反射面和副反射面，其中，低頻饋源和高頻饋源共用一個主反射面，將頻率選擇表面(FrequencySelective Surface，FSS)用作副反射面，副反射面設計成雙曲面，雙曲面的虛焦點與主反射面的實焦點重合，將不同頻率的饋源分置于雙曲面的虛焦點和實焦點；該FSS對位于虛焦點的低頻饋源發射的電磁波是透射的，對位于實焦點的高頻饋源發射的電磁波是反射的，從而實現雙頻復用的功能。

FSS是一種二維周期排列的結構，可以有效控制入射電磁波的透射和反射。FSS通常有兩種，一種對諧振情況下的入射波呈現出全透性，另一種對諧振情況下的入射波呈現出全反性，其中，雙頻拋物面天線需要FSS同時具有較好的低頻透射特性和高頻反射特性，即具有雙諧振特性，故需要將兩種形式結合在一起使用。

現有的方案是采用由兩層FSS構成的雙頻板，該雙頻板由雙頻板單元依次沿互相垂直的兩個方向進行周期排列構成，每個雙頻板單元包括第一FSS單元、第二FSS單元和介質板，其結構如圖2所示。第一FSS單元由四個圓環貼片301組成，覆蓋介質板的一側表面，主要起高頻反射作用；第二FSS單元由開圓槽的方形貼片與車輪形貼片組成，覆蓋介質板的另一側表面，主要起低頻透射作用。然而，該雙頻板在低頻段透射的相對帶寬僅有9％，并且該雙頻板采用雙層FSS結構，增加了加工難度和成本。

發明內容

本發明實施例提供一種單層的雙諧振FSS，解決了現有雙頻板低頻透射的相對帶寬僅有9％，以及雙層結構加工難度大，成本高的問題。

第一方面，提供一種頻率選擇表面FSS，所述FSS由多個FSS單元均勻排列構成，每個所述FSS單元包括：介質板和N個方環形金屬貼片，所述N個方環形金屬貼片貼在所述介質板的第一表面，其特征在于，所述FSS單元還包括十字形金屬貼片，所述十字形金屬貼片貼在所述介質板的所述第一表面，將所述介質板的所述第一表面分割成面積相等的四部分，每部分有相同數量的所述方環形金屬貼片，所述N個方環形金屬貼片排列整齊，N為4的正整數次方；所述十字形金屬貼片在互相垂直的兩個方向的長度相等，每個方向的長度為第一波長的0.25-0.75倍，相鄰貼片之間的縫隙寬度均為第二波長的0.02-0.06倍，其中，所述第一波長為所述FSS的透射頻段的中心頻點在所述介質板中對應的波長，所述第二波長為所述FSS的反射頻段的中心頻點在真空中對應的波長。

本發明實施例具有更寬的低頻透射帶寬，而且采用單層結構，結構簡單，采用傳統印刷電路板工藝即可實現，降低了加工難度和成本。